Cloruro
| |||
| Nombres | |||
|---|---|---|---|
| Nombre sistemático de la IUPAC Cloruro [1] | |||
| Identificadores | |||
| |||
Modelo 3D ( JSmol ) |
| ||
| 3587171 | |||
| EBICh |
| ||
| Química biológica |
| ||
| Araña química |
| ||
| 14910 | |||
| |||
| BARRIL |
| ||
Identificador de centro de PubChem |
| ||
| UNIVERSIDAD |
| ||
| |||
| |||
| Propiedades | |||
| Cl − | |||
| Masa molar | 35,45 g·mol −1 | ||
| Ácido conjugado | Cloruro de hidrógeno | ||
| Termoquímica | |||
Entropía molar estándar ( S ⦵ 298 ) | 153,36 J·K −1 ·mol −1 [2] | ||
Entalpía estándar de formación (Δ f H ⦵ 298 ) | −167 kJ·mol −1 [2] | ||
| Compuestos relacionados | |||
Otros aniones | |||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |||
El término cloruro se refiere a un compuesto o molécula que contiene un anión de cloro ( Cl − ), que es un átomo de cloro con carga negativa, o un átomo de cloro sin carga unido covalentemente al resto de la molécula mediante un enlace simple ( −Cl ) . Muchos cloruros inorgánicos son sales . Muchos compuestos orgánicos son cloruros . La pronunciación de la palabra "cloruro" es / ˈklɔːraɪd / . [3]
Las sales de cloruro, como el cloruro de sodio , suelen ser solubles en agua. [4] Es un electrolito esencial presente en todos los líquidos corporales y responsable de mantener el equilibrio ácido/base, transmitir los impulsos nerviosos y regular el flujo de líquido dentro y fuera de las células. Otros ejemplos de cloruros iónicos son el cloruro de sodio NaCl, el cloruro de calcio CaCl 2 y el cloruro de amonio [NH 4 ]Cl .
El cloruro también es un átomo de cloro neutro unido covalentemente mediante un enlace sencillo al resto de la molécula. Por ejemplo, el cloruro de metilo CH 3 Cl es un compuesto orgánico con un enlace covalente C−Cl en el que el cloro no es un anión. Otros ejemplos de cloruros covalentes son el tetracloruro de carbono CCl 4 , el cloruro de sulfurilo SO 2 Cl 2 y la monocloramina NH 2 Cl .
Propiedades electrónicas
Un ion cloruro (diámetro de 167 pm ) es mucho más grande que un átomo de cloro (diámetro de 99 pm). La retención del átomo de cloro en la capa de valencia es más débil porque el anión cloruro tiene un electrón más que él. [5] El ion es incoloro y diamagnético. En solución acuosa, es altamente soluble en la mayoría de los casos; sin embargo, algunas sales de cloruro, como el cloruro de plata , el cloruro de plomo (II) y el cloruro de mercurio (I) , son solo ligeramente solubles en agua. [6] En solución acuosa, el cloruro está unido por el extremo prótico de las moléculas de agua.
Reacciones del cloruro
El cloruro se puede oxidar pero no reducir. La primera oxidación, como se emplea en el proceso cloro-álcali, es la conversión a gas cloro. El cloro se puede oxidar aún más a otros óxidos y oxianiones, incluidos el hipoclorito (ClO − , el ingrediente activo del blanqueador de cloro ), el dióxido de cloro (ClO 2 ), el clorato ( ClO−
3) y perclorato ( ClO−
4).
En términos de sus propiedades ácido-base, el cloruro es una base débil , como lo indica el valor negativo del p K a del ácido clorhídrico. El cloruro puede ser protonado por ácidos fuertes , como el ácido sulfúrico:
- NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl
Las sales de cloruro iónico reaccionan con otras sales para intercambiar aniones. La presencia de iones haluro como el cloruro se puede detectar utilizando nitrato de plata . Una solución que contenga iones de cloruro producirá un precipitado blanco de cloruro de plata : [7]
- Cl − + Ag + → AgCl
La concentración de cloruro en un ensayo se puede determinar utilizando un clorómetro , que detecta iones de plata una vez que todo el cloruro en el ensayo ha precipitado a través de esta reacción.
Los electrodos de plata clorada se utilizan comúnmente en electrofisiología ex vivo . [8]
Otros oxianiones
El cloro puede adoptar estados de oxidación de -1, +1, +3, +5 o +7. También se conocen varios óxidos de cloro neutros.
Estado de oxidación del cloro -1 +1 +3 +5 +7 Nombre cloruro hipoclorito clorito clorato perclorato Fórmula Cl − ClO − ClO−
2ClO−
3ClO−
4Estructura 
Ocurrencia en la naturaleza
En la naturaleza, el cloruro se encuentra principalmente en el agua de mar, que tiene una concentración de iones cloruro de 19400 mg/litro. [9] Cantidades más pequeñas, aunque en concentraciones más altas, se encuentran en ciertos mares interiores y en pozos de salmuera subterráneos , como el Gran Lago Salado en Utah y el Mar Muerto en Palestina. [10] La mayoría de las sales de cloruro son solubles en agua, por lo que los minerales que contienen cloruro generalmente solo se encuentran en abundancia en climas secos o en las profundidades subterráneas. Algunos minerales que contienen cloruro incluyen halita (cloruro de sodio NaCl ), silvita (cloruro de potasio KCl ), bischofita (MgCl 2 ∙6H 2 O), carnalita (KCl∙MgCl 2 ∙6H 2 O) y kainita (KCl∙MgSO 4 ∙3H 2 O). También se encuentra en minerales de evaporita como clorapatita y sodalita .
Papel en la biología
El cloruro tiene una gran importancia fisiológica, [11] que incluye la regulación de la presión osmótica , el equilibrio electrolítico y la homeostasis ácido-base. El cloruro está presente en todos los líquidos corporales , [12] y es el anión extracelular más abundante , que representa alrededor de un tercio de la tonicidad del líquido extracelular . [13] [14]
El cloruro es un electrolito esencial que desempeña un papel clave en el mantenimiento de la homeostasis celular y la transmisión de potenciales de acción en las neuronas. [15] Puede fluir a través de canales de cloruro (incluido el receptor GABA A ) y es transportado por los transportadores KCC2 y NKCC2 .
El cloruro suele estar (aunque no siempre) en una concentración extracelular más alta, lo que hace que tenga un potencial de reversión negativo (alrededor de −61 mV a 37 °C en una célula de mamífero). [16] Las concentraciones características de cloruro en organismos modelo son: tanto en E. coli como en levadura en ciernes son 10–200 mM (dependiendo del medio), en células de mamíferos 5–100 mM y en plasma sanguíneo 100 mM. [17]
El cloruro también es necesario para la producción de ácido clorhídrico en el estómago. [18]
La concentración de cloruro en la sangre se denomina cloruro sérico y esta concentración está regulada por los riñones . Un ion cloruro es un componente estructural de algunas proteínas; por ejemplo, está presente en la enzima amilasa . Para estas funciones, el cloruro es uno de los minerales dietéticos esenciales (enumerado por su nombre de elemento cloro ). Los niveles de cloruro sérico están regulados principalmente por los riñones a través de una variedad de transportadores que están presentes a lo largo de la nefrona . [19] La mayor parte del cloruro, que es filtrado por el glomérulo , es reabsorbido por los túbulos proximales y distales (principalmente por el túbulo proximal) mediante transporte activo y pasivo. [20]
Corrosión
La presencia de cloruros, como en el agua de mar, empeora significativamente las condiciones para la corrosión por picaduras de la mayoría de los metales (incluidos los aceros inoxidables, el aluminio y los materiales de alta aleación). La corrosión del acero en el hormigón inducida por cloruros conduce a una descomposición local de la forma de óxido protector en el hormigón alcalino, de modo que se produce un ataque de corrosión localizado posterior. [21]
Amenazas ambientales
El aumento de las concentraciones de cloruro puede provocar diversos efectos ecológicos en los entornos acuáticos y terrestres. Puede contribuir a la acidificación de los arroyos, movilizar metales radiactivos del suelo mediante intercambio iónico, afectar a la mortalidad y reproducción de plantas y animales acuáticos, promover la invasión de organismos de agua salada en entornos que antes eran de agua dulce e interferir en la mezcla natural de los lagos. También se ha demostrado que el cloruro de sodio modifica la composición de las especies microbianas en concentraciones relativamente bajas. También puede obstaculizar el proceso de desnitrificación, un proceso microbiano esencial para la eliminación de nitratos y la conservación de la calidad del agua, e inhibir la nitrificación y la respiración de la materia orgánica. [22]
Producción
La industria cloroalcalina es un importante consumidor de energía del mundo. Este proceso convierte soluciones concentradas de cloruro de sodio en cloro e hidróxido de sodio, que se utilizan para fabricar muchos otros materiales y productos químicos. El proceso implica dos reacciones paralelas:
- 2Cl − → Cl
2+ 2 y − - 2 horas
2O + 2e− → H2 + 2OH−
Ejemplos y usos
Un ejemplo es la sal de mesa, que es cloruro de sodio con la fórmula química NaCl. En agua , se disocia en iones Na + y Cl− . Las sales como el cloruro de calcio , el cloruro de magnesio y el cloruro de potasio tienen usos variados que van desde tratamientos médicos hasta la formación de cemento. [4]
El cloruro de calcio (CaCl2 ) es una sal que se comercializa en forma de gránulos para eliminar la humedad de las habitaciones. El cloruro de calcio también se utiliza para el mantenimiento de caminos sin pavimentar y para reforzar las bases de las carreteras para nuevas construcciones. Además, el cloruro de calcio se utiliza ampliamente como descongelante , ya que es eficaz para reducir el punto de fusión cuando se aplica al hielo. [23]
Ejemplos de cloruros unidos covalentemente son el tricloruro de fósforo , el pentacloruro de fósforo y el cloruro de tionilo , los tres son reactivos de cloración reactivos que se han utilizado en un laboratorio .
Calidad y procesamiento del agua
Una de las principales aplicaciones que involucra el cloruro es la desalinización , que implica la eliminación intensiva en energía de las sales de cloruro para obtener agua potable . En la industria petrolera , los cloruros son un componente del sistema de lodo que se monitorea de cerca . Un aumento de los cloruros en el sistema de lodo puede ser una indicación de que se está perforando en una formación de agua salada a alta presión. Su aumento también puede indicar la mala calidad de una arena objetivo. [ cita requerida ]
El cloruro también es un indicador químico útil y fiable de la contaminación fecal de los ríos y las aguas subterráneas, ya que es un soluto no reactivo y está presente en las aguas residuales y el agua potable. Muchas empresas de regulación del agua de todo el mundo utilizan el cloruro para comprobar los niveles de contaminación de los ríos y las fuentes de agua potable. [24]
Alimento
Las sales de cloruro, como el cloruro de sodio, se utilizan para conservar alimentos y como nutrientes o condimentos .
Véase también
- Haluro (compuestos de halógenos)
- Reabsorción renal de cloruro
Referencias
- ^ "Ion cloruro - Base de datos de sustancias químicas públicas de PubChem". El proyecto PubChem . EE. UU.: Centro Nacional de Información Biotecnológica.
- ^ de Zumdahl, Steven S. (2009). Principios químicos, sexta edición . Houghton Mifflin Company. pág. A21. ISBN 978-0-618-94690-7.
- ^ Wells, John C. (2008), Diccionario de pronunciación Longman (3.ª ed.), Longman, pág. 143, ISBN 9781405881180
- ^ ab Green, John y Sadru Damji. "Capítulo 3" . Química . Camberwell, Vic.: IBID, 2001. Impreso.
- ^ "Tamaño de los átomos". chemed.chem.purdue.edu . Consultado el 3 de marzo de 2022 .
- ^ Zumdahl, Steven (2013). Principios químicos (7.ª ed.). Cengage Learning. pág. 109. ISBN 978-1-285-13370-6.
- ^ "Prueba de iones de haluro - Grupo 0 y prueba de iones - Revisión de química de GCSE (ciencia única) - WJEC". BBC Bitesize . Consultado el 3 de marzo de 2022 .
- ^ Molleman, Areles (2003). "Patch Clamping: Una guía introductoria a la electrofisiología de Patch Clamping". Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-48685-5 .
- ^ "Cloruro y salinidad" (PDF) . colombia.edu . 8 de septiembre de 2011 . Consultado el 8 de enero de 2023 .
- ^ Greenwood, NN (1984). Química de los elementos (1.ª ed.). Oxford [Oxfordshire]: Pergamon Press. ISBN 9780750628327.
- ^ Raut, Satish (2024). "Iones de cloruro en la salud y la enfermedad". Bioscience Reports . 44 (5). BSR20240029. doi :10.1042/BSR20240029. PMC 11065649 . PMID 38573803.
- ^ Deane, Norman; Ziff, Morris; Smith, Homer W. (1952). "La distribución del cloruro corporal total en el hombre". Journal of Clinical Investigation . 31 (2). pág. 201, Tabla 1. doi :10.1172/JCI102592. PMC 436401 . PMID 14907900.
- ^ Berend, Kenrick; van Hulsteijn, Leonard Hendrik; Gans, Rijk OB (abril de 2012). "Cloruro: ¿La reina de los electrolitos?". Revista europea de medicina interna . 23 (3): 203–211. doi :10.1016/j.ejim.2011.11.013. PMID 22385875.
- ^ Rein, Joshua L.; Coca, Steven G. (1 de marzo de 2019). ""No me respetan": el papel del cloruro en la lesión renal aguda". Revista estadounidense de fisiología. Fisiología renal . 316 (3): F587–F605. doi :10.1152/ajprenal.00130.2018. ISSN 1931-857X. PMC 6459301. PMID 30539650 .
- ^ Jentsch, Thomas J.; Stein, Valentin; Weinreich, Frank; Zdebik, Anselm A. (1 de abril de 2002). "Estructura molecular y función fisiológica de los canales de cloruro". Physiological Reviews . 82 (2): 503–568. doi :10.1152/physrev.00029.2001. ISSN 0031-9333. PMID 11917096.
- ^ "Potenciales de equilibrio". www.d.umn.edu .
- ^ Milo, Ron; Philips, Rob. "Biología celular en cifras: ¿Cuáles son las concentraciones de diferentes iones en las células?". book.bionumbers.org . Consultado el 24 de marzo de 2017 .
- ^ "Prueba de nivel de cloruro en sangre (suero)". Archivado desde el original el 31 de marzo de 2009. Consultado el 30 de abril de 2010 .
- ^ Nagami, Glenn T. (1 de julio de 2016). "Hipercloremia: por qué y cómo". Nefrología (Edición en inglés) . 36 (4): 347–353. doi : 10.1016/j.nefro.2016.04.001 . ISSN 2013-2514. PMID 27267918.
- ^ Shrimanker, Isha; Bhattarai, Sandeep (2020). "Electrolitos". StatPearls . StatPearls Publishing. PMID 31082167.
- ^ Criado, M. (enero de 2015). "13. El comportamiento de la corrosión del acero reforzado embebido en mortero activado con álcali". Manual de cementos, morteros y hormigones activados con álcali . Woodhead Publishing. págs. 333–372. doi :10.1533/9781782422884.3.333. ISBN 978-1-78242-276-1.
- ^ Kaushal, SS (19 de marzo de 2009). "Cloruro". Enciclopedia de aguas continentales . Academic Press. págs. 23-29. ISBN 978-0-12-370626-3.
- ^ "Sales comunes". hyperphysics.phy-astr.gsu.edu . Universidad Estatal de Georgia.
- ^ "Cloruros". www.gopetsamerica.com . Archivado desde el original el 18 de agosto de 2016 . Consultado el 14 de abril de 2018 .